СОРБЕНТ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ Российский патент 1995 года по МПК G01N30/48 B01J20/22 

Изобретение относится к сорбентам для газовой хроматографии, которые могут использоваться при определении влаги в углеводородных газах С₁-С₄, с целью аттестации их как стандартных образцов.

Известен сорбент полисорб 1 (сополимер стирола и дивинилбензола), используемый для определения влажности в сжиженных углеводородных газах.

Однако ввиду недостаточной селективности сорбент не может быть использован для анализа пропана и пропилена на содержание влаги.

Известен сорбент на основе сополимера стирола и дивинилбензола, содержащий активный уголь при следующем соотношении компонентов, мас. сополимер стирола и дивинилбензола 75-90; активный уголь 10-25. Сорбент позволяет определять воду в пропане.

Однако этот сорбент имеет следующие недостатки: в силу неоднородности поверхности угля на хроматограмме получают асимметричный пик воды, в результате чего не достигается низкий предел обнаружения; большое время элюирования углеводородных газов; невозможность использования сорбента для определения воды во всех углеводородных газах С₁-С₄ на одной колонке.

Целью изобретения является снижение предела обнаружения, времени анализа и обеспечение возможности определения воды в углеводородных газах С₁-С₄ на одной колонке.

Поставленная цель достигается тем, что сорбент на основе сополимера стирола и дивинилбензола в качестве неподвижной фазы содержит полиэтиленгликоль-400 (ПЭГ-400) при следующем соотношении компонентов, мас.

Сополимер стирола и дивинилбензола 74-77
Полиэтилен- гликоль-400 23-26
При содержании полиэтиленгликоля-400 более 26 мас. получается размытый пик воды и увеличивается время анализа. При содержании менее 23 мас. ухудшается разделение воды с бутаном и как следствие снижается предел обнаружения.

Известно, что вода очень сильно удерживается и дает размытые пики на полярных жидких фазах, молекулы которых образуют водородные связи с молекулами воды. К таким фазам относится и полиэтиленгликоль с молекулярным весом 400 (ПЭГ-400) широко используемый в газовой хроматографии.

Разделение на модифицированных полимерных сорбентах отличается от обычных вариантов газо-жидкостной и газо-адсорбционной хроматографии. Наиболее эффективно нанесение 2-7% неподвижной фазы. При нанесении количества фазы более 100% эффективность колонки начинает падать в результате увеличения толщины пленки и ухудшения процесса массообмена.

Эффект использования ПЭГ-400 в количестве 23-26 мас. полисорба-1 заключается в сохранении высокой эффективности колонки по воде и одновременном повышении селективности при ее определении в углеводородных газах. Это приводит к неожиданному эффекту, обеспечивающему возможность определения воды в углеводородных С₁-С₄ со сравнительно низким пределом обнаружения. Таким образом, предложенное техническое решение соответствует критерию "существенные отличия".

Сорбент готовят следующим образом.

Полисорб-1 (ТУ-6-09-3602-74) фр. 0,2-0,315 мм помещают в круглодонную колбу и последовательно обрабатывают серией растворителей (бензол, этанол, ацетон) с последующим их удалением. ПЭГ-400 растворяют в ацетоне, полученный раствор приливают к Полисорбу-1. Ацетон удаляют нагреванием на воздушной бане при 50-60^оС с последующим вакуумированием (5 ч).

П р и м е р 1. На приготовленные как описано выше 7 г полисорба-1 фракции 0,2-0,315 мм наносят 3 г полиэтиленгликоля-400, растворенного в ацетоне.

Состав сорбента, мол. Полисорб-1 77
Полиэтилен- гликоль-400 23
Приготовленным сорбентом заполняют колонку длиной 1 м, диаметр 3 мм.

Для анализа используют хроматограф "Цвет-102".

Предлагаемый способ поясняется чертежом.

При температуре колонки 90^оС и скорости газа-носителя гелия 60 мл/мин анализируют н-бутан на содержание воды. (1,2 воздух + бутан; 3 вода).

В таблице приведены значения предела обнаружения С_min времени анализа t, К_S коэффициент асимметрии, критерия, характеризующего полноту разделения Ψ при различных содержаниях полисорба-1 и полиэтиленгликоля-400 при анализе пропана (С₃) и бутана (S₄) на содержание воды.

Из таблицы видно, что, используя сорбент, 23-26% ПЭГ-400 на полисорбе-1 достигается полное разделение (Ψ 1) воды и углеводородных газов, поэтому можно определить примесь воды во всех углеводородных газах С₁-С₄, не меняя колонки. Предел обнаружения по сравнению с прототипом снижается почти в 4-5 раз. На предложенном сорбенте почти полная симметрия пика воды (см. чертеж) в отличие от прототипа. Если брать количество ПЭГ-400 меньше 23% то степень разделения пары бутан-вода резко снижается и следствием этого растет предел обнаружения. Увеличение количества гликоли более 26% ведет к увеличению толщины пленки жидкости, увеличение времени анализа и как следствие увеличение предела обнаружения воды.

Таким образом, предложенный сорбент позволяет снизить предел обнаружения, сократить время анализа и дает возможность определить на одной колонке содержание воды в углеводородных газах С₁-С₄.

Сорбент может быть использован при определении влаги в углеводородных газах C₁-C₄ с целью аттестации их как стандартных образцов. Предложен сорбент состава, мас. %: сополимер стирола 74-77; дивинилбензола полиэтиленгликоль-400 23-26. 1 ил., 1 табл.

СОРБЕНТ ДЛЯ ГАЗОВОЙ ХРОМАТОГРАФИИ, содержащий сополимер стирола и дивинилбензола и неподвижную жидкую фазу, отличающийся тем, что, с целью снижения предела обнаружения, времени анализа и возможности определения воды на одной колонке в углеводородных газах C₁ C₄ в качестве неподвижной фазы он содержит полиэтиленгликоль-400 при следующем соотношении компонентов, мас.

Сополимер стирола и дивинилбензола 74 77
Полиэтиленгликоль-400 23 26